增粘树脂对丙烯酸酯压敏胶性能的影响

1、增粘树脂对丙烯酸酯压敏胶性能的影响吴文莉(广州市化学工业研究所, 广东 广州 510430)摘 要: 介绍了增粘树脂与丙烯酸酯压敏胶的相容性, 及对其压敏性能的影响。关键词: 增粘树脂; 丙烯酸酯压敏胶; 压敏性能中图分类号: tq 436. 3文献标识码: a文章编号: 100320840 (2001) 0320025203压敏胶以压敏胶带的形式越来越多地应用于各个领域, 其主要类型有天然橡胶类压敏胶、合成橡胶 类 (s is、sb s 等) 压敏胶和丙烯酸类压敏胶。 前两类 压敏胶是橡胶类共聚物与增粘树脂的混合物。通常, 丙烯酸酯压敏胶可以通过调节单体种类和用量来控制其粘合性, 一般不需要

2、加入增粘树脂, 但有时为了 拓宽其性能, 如增加压敏胶表面的润湿性, 提高对非 极性物质 (如 p e、p p 等) 表面的粘合力, 或为了降低 压敏胶的成本, 也可以在丙烯酸酯压敏胶中添加增 粘树脂1 3 。但由于丙烯酸酯类的极性较强, 与多数 增粘树脂的相容性较差, 因此增粘效果不好。 近年 来, 一些研究工作探讨了增粘剂的种类与丙烯酸酯 压敏胶的相容性及对其压敏性能的影响, 本文对此 做一简单介绍。起就产生相的分离, 增粘树脂只起到填料的作用, 削减了它原有的压敏性。一般认为, 溶解度参数 (sp 值) 相近的物质相 容性好, 这一点也适用于增粘树脂与聚合物之间的相容关系。增粘树脂的极性

3、由低到高的顺序排列为:c 5 系列石油树脂、萜烯系列树脂、c 5 c 9 系列石油树 脂、c 9 系列石油树脂、松香系列树脂。 已有研究证明4 6 , 石油树脂、萜烯树脂与丙烯酸酯聚合物的相容性较差, 用量越多, 压敏性能越差; 松香树脂, 特别 是氢化松香酯与丙烯酸酯聚合物有一定的相容性,对快粘力和剥离强度有所提高。共混物相容性的测量可根据 t g 作为判据。相容 的共聚物只有一个 t g 峰, 并且随着增粘树脂含量的 提高而提高; 不相容的共混物有两个 t g 峰, 分别对 应不同的组份, 在开始出现两个 t g 峰的位置, 表示 出现了相的分离。用 d sc 来测定共混物的玻璃化转变温度

4、 t g 的 移动, 可以判断其相容的程度。比起未加增粘剂的丙 烯酸酯压敏胶, 相容共混物有一个较宽的玻璃化转 变温度, 它是各组分转变温度的重量平均值。f ex 公 式可近似计算出相容共混物的 t g:1t g = w 1 t g1 + w 2 t g2其中, t g 为相容共混物的玻璃化转变温度, w 1、 t g1 , w 2、t g2 分别为聚丙烯酸酯和增粘树脂的玻璃化 转变温度和重量分数。 借助于实验测定值与计算值 之间的偏差, 可以评价共混物相容的程度。用胶膜的透明度也能粗略判断共混物的相容 性5 6 。当增粘树脂与聚丙烯酸酯完全相容时, 胶膜是透明的; 随着相容性由好变坏, 胶膜

5、由透明变为混 浊, 再变为不透明。 这是因为两相分离时, 增粘树脂1增粘树脂与丙烯酸酯压敏胶的相容性压敏胶最重要的性能是初粘力、粘合力和持粘力, 它们不仅与压敏胶材料的形变有关, 还与材料受破坏的程度密切相关。 含有增粘树脂的丙烯酸酯压 敏胶, 是长链分子与小分子或低聚物分子的共混物。 由于相容性决定了相结构, 因此, 考察各组份之间的 相容性就变得很重要。如果两者完全相容, 体系呈均 匀单一相结构。当增粘树脂含量较低时, 材料的物理 性能主要表现出丙烯酸酯共聚物的特性, 增粘树脂 起增塑剂的作用, 降低了整个体系的粘度, 随着增粘 树脂含量的增加, 粘度变小, 粘合力迅速提高; 当增 粘树脂

6、含量达到一定值时, 粘合力达到最大值, 此时 体系粘度最小, 超过这一数值, 材料的物理性能受增 粘树脂的影响较大, 内聚能下降, 粘合力也迅速下 降。如果两者的相容性很小或完全不相容, 从低浓度收稿日期: 200120720226广西化工第 30 卷将以不连续微区的形式被分散, 微区与聚合物的折光指数不同, 会产生膜的不透明性。但这一方法无法 判断其不相容的程度。氢化松香时, 与没有添加增粘树脂的丙烯酸酯胶乳作比较, 各项压敏性能都较好。3 增粘树脂对压敏胶性能的影响3. 1 增粘树脂对快粘力的影响快粘力是指当压敏胶制品和被粘物以很轻的压 力接触后, 立即快速分离所表现出来的抗分离能力。 快

7、粘力的形成需要胶粘剂能很好地润湿被粘物表 面, 使两界面接触, 从而赋予快粘力。 若加入的增粘 树脂与聚丙烯酸酯是相容或部分相容, 则可提高共 混物对被粘表面的润湿性, 使快粘力有所提高。但快粘力的变化与共混物的 t g 也有关系。t g 越低, 大分 子链的柔顺性越好, 快粘力就越大。当增粘树脂的含量较低时, 随着增粘树脂含量的增加, 压敏胶的本体 粘度下降, 对被粘物的润湿性增加, 快粘力随之增加; 当增粘树脂达到一定含量, 体系粘度下降至最 低, 快粘力亦达到最大值; 继续增加增粘树脂的含量, 体系粘度上升, 加上增粘树脂使共混体系 t g 升 高, 快粘力随之下降。若增粘树脂与聚丙烯酸

8、脂互不相容, 两相呈现“海岛”结构, 增粘树酯的加入破坏了 丙烯酸压敏胶原有的粘弹性, 快粘力反而下降。3. 2 增粘树脂对粘合力的影响粘合力是指用适当的压力和时间进行粘贴后, 压敏胶粘制品和被粘表面之间所表现出来的抵抗界 面分离的能力, 一般用 180. 剥离强度来量度。对相 容性较好的增粘树脂, 随着增粘树脂的加入, 丙烯酸 脂压敏胶对被粘物表面的润湿性提高, 两者在界面 间所表现的剥离强度随增粘树脂含量的增加而增 加, 达到最大值后, 由于胶粘剂内聚能的下降, 导致 胶粘层破坏, 剥离强度下降。 因此, 增粘树脂虽然有提高粘合力的作用, 但必须控制其用量, 以保证持粘 力维持在一定水平。

9、 另外, 增粘树脂的软化点越高, 粘合力的最大值会出现在含树脂比例越低的位置, 快粘力的这种倾向比粘合力更加明显。 对相容性不好的增粘树脂, 由于增粘树脂与被粘物的粘合力低,剥离强度由聚丙烯酸酯区承受, 随着增粘树脂的增 加, 聚丙烯酸酯区的面积下降, 使实际受力强度增 加, 剥离强度急剧下降。3. 3 增粘树脂对持粘力的影响胶粘剂的持粘力是考察胶粘层沿负载作用方向 发生位移超过一定距离所需要的时间, 即抗蠕变性能, 主要与胶粘剂的分子量和交联度有关。加入少量增粘树脂后, t g 上升, 内聚力增加, 持粘力改变不大() : 透明 (相容) () : 不透明 (不相容) () : 中间状态丙烯

10、酸共聚合为: eha v a ca a(56413) (图 2 同)图 1 丙烯酸共聚物与改性松香树脂的相图和 t g 组份曲线图 2 丙烯酸共聚物与氢化萜烯树脂的相图和 t g 组份曲线2增粘树脂与聚丙烯酸酯共混物的制备对于溶剂型丙烯酸酯压敏胶, 可将增粘树脂溶于合适的溶剂中, 便可进行复配。对于乳液聚合的丙烯酸酯压敏胶, 由于增粘树脂一般不溶于水, 必须先 将其制备成乳液, 再进行共混复配, 但这样做容易造 成共混乳液的不均匀, 甚至会破坏原有乳液的稳定 性。用增粘树脂与丙烯酸酯单体进行乳液共聚, 由于增粘树脂分子自由基链的转移作用, 使单体的转化 率明显降低, 不能达到实用要求。采用分步

11、乳液共聚 的方法7 , 即先将大部分丙烯酸酯单体进行乳液共 聚, 制得种子乳液, 再将增粘树脂及剩余的丙烯酸酯 单体溶液加入到种子乳液中, 进行第二步乳液共聚。所制得的增粘树脂- 丙烯酸酯复合乳液共聚物中, 大部分增粘树脂以微小的颗粒状分散附着在丙烯酸 酯聚合物的周围, 可提高其相容性。当增粘树脂选用第 3 期吴文莉: 增粘树脂对丙烯酸酯压敏胶性能的影响27或略有提高, 随着增粘树脂加入量的增加, 压敏胶的平均分子量和交联密度都下降, 抗蠕变性能变差, 虽 然加入增粘树脂后, t g 上升, 内聚力会略有增加, 但 这种影响不足以弥补交联度下降所导致的内聚能的 下降, 因此, 增粘树脂对压敏胶

12、持粘力的破坏较大。容性、加入方式, 还要选择合适的加入量, 才能得到好的增粘效果。参考文献:1234j p 110269, 439.j p 11 189, 610. j p 11 131, 034.李 明, 徐秀雯. 增粘树脂对聚丙烯酸酯压敏胶粘合性4结语使用增粘树脂, 能够提高丙烯酸酯压敏胶的初能的影响 j .中国胶粘剂, 1999, 8 (5) : 27229.5周怡, 夏汉华. 增粘丙烯酸酯压敏粘合剂 j .粘合粘力和粘合力, 改善非极性材料表面的粘接条件。但由于增粘树脂本身是低分子化合物, 随着初粘力和 粘合力的提高, 压敏胶材料的内聚能受到破坏, 持粘力下降。 因此, 在选择使用增粘

13、树脂时, 不仅要考虑增粘树脂的软化点、分子量、与聚丙烯酸酯之间的相剂, 1991, (2) : 19221.k im h , m izum ach i h. j a pp l po lym sc i, 1995, 56. 胡树文, 杨玉昆. 溶有增粘树脂的丙烯酸酯乳液共聚及 压敏胶的性能j . 高分子学报, 1997, (6) : 7092714.67in f luen ce of ta ck if ier onthe a dhe s ion proper t ie s ofpo lya cry la te pre ssure sen s it ive a dhe s ionw u w en

14、2l i(guangzho u r e sea rch in st itu te o f c h em ica l indu st ry, gu iangzho u 510430, c h ina)a bstra c t: t h e m isc ib ility b e tw een tack if ie r an d po lyac ry la te p sa an d th e in f lu en ce o f tack if ie r o n th e adh e2sio n p rop e r t ie s o f po lyac ry la te p sa is in t ro

15、du ced.keyword s: tack if ie r; po lyac ry la te p sa ; p rop e r ty现代化工2002 年征订启事现代化工是中国化工信息中心主办的国内外公开发行的大型综合性化工科技期刊, 全国中文核心期 刊, 为国际刊物 e i 和 ca 等所收录。 主要栏目: 专论与评述、技术进展、科研与开发、工艺与设备、市场研究、 环保与安全、海外纵横、企业缬英、知识介绍、国内简讯、国外动态、专利集锦及服务窗等。现代化工邮发代号 82267, 各地邮局均可订阅, 也可与本刊发行部直接联系订阅。2002 年订价为 8 元本, 全年 96 元。地址: 北京安外

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